| Environnements mixtes fluviatiles et éoliens : facteurs de contrôle et de préservation des dépôts éoliens en domaines endoréique et côtier : exemples du Permien du Sud de la Mer du Nord et du Sud-Est de l’Utah (USA) (Mixed fluvial-aeolian environments : controlling factors and preservation of aeolian deposits in endoreic and coastal domains : examples of Permian series in southern North Sea and south-east Utah (USA)) Olivier, Marie - (2017-06-30) / Universite de Rennes 1 - Environnements mixtes fluviatiles et éoliens : facteurs de contrôle et de préservation des dépôts éoliens en domaines endoréique et côtier : exemples du Permien du Sud de la Mer du Nord et du Sud-Est de l’Utah (USA)
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Langue : Français, Anglais Directeur(s) de thèse: Bourquin, Sylvie Discipline : Sciences de la terre Laboratoire : Géosciences Rennes Ecole Doctorale : Matière, Molécules et Matériaux Classification : Sciences de la terre Mots-clés : Bassin sédimentaire, Sédimentologie de faciès, Stratigraphie séquentielle haute résolution, Diagraphies, Permien (Paléozoïque), Mer du Nord, Utah (USA)
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Résumé : Le Permien, dernière période du Paléozoïque, est marquée par la fin de l'assemblage de la Pangée induisant une continentalisation de vastes étendues sans équivalent dans les temps géologiques. Cette évolution géodynamique s'accompagne d'une aridification liée à la déglaciation du Permien Inférieur favorisant la sédimentation d'importants dépôts éoliens. La bonne préservation de ces dépôts dans l'enregistrement sédimentaire fait du Permien une période privilégiée pour l'étude des sédiments continentaux éoliens et fluviatiles que ce soit en contexte endoréique ou exoréique. Ce travail s'intéresse aux facteurs de contrôle (allocycliques versus autocycliques) de la préservation des dépôts éoliens dans les séries mixtes éoliennes et fluviatiles au travers de deux bassins permiens : (1) le Bassin du Paradox dans le Sud-Est de l'Utah, USA ; (2) les séries de l'Upper Rotliegend II dans le domaine offshore des Pays-Bas, partie intégrante du Bassin Permien du Sud de la Mer du Nord. Ces deux bassins ont enregistré le dépôt de séries mixtes éoliennes et fluviatiles en contexte exoréique pour le Bassin du Paradox, et en contexte endoréique pour les séries de l'Upper Rotliegend II. L'étude de terrain réalisée dans le Sud-Est de l'Utah a abouti grâce à la description détaillée de coupes sédimentologique (1) à la mise en évidence de dépôts marins tout au long de la succession sédimentaire, la littérature récente ayant surestimé les dépôts de dunes éoliennes ; (2) à la réalisation de corrélations haute résolution afin de proposer un schéma stratigraphique et de montrer l'évolution des paléo-environnements au cours du temps ; (3) à démontrer le contrôle eustatique et climatique (paléosols, flux sédimentaires fluviatiles) sur la préservation des dunes éoliennes côtières. L'étude des séries de l'Upper Rotliegend II réalisée grâce à des données de subsurface (carottes sédimentaires et diagraphies) a permis (1) à partir de descriptions détaillées de carottes de mettre en évidence la surestimation des dépôts de dunes éoliennes préservés dans la zone d'étude ; (2) de réaliser des corrélations diagraphiques haute résolution et de proposer un schéma stratigraphique, (3) de définir des cycles stratigraphiques majeurs et mineurs rétrogradants et des groupements d'unités génétiques contrôlés par les variations climatiques dans le bassin et dans la zone d'alimentation (4) et de mettre en évidence l'influence jusqu'alors sous-estimée des flux sédimentaires fluviatiles sur le remaniement et la préservation des dépôts éoliens. Abstract : Permian is the last period of the Paleozoic era and is marked by the final buildup of Pangea, implying a continentalization of large areas, to an extent that had no equivalent in geological times. This increase in continentality, together with the Early Permian deglaciation, lead to an aridification that is traduced by the sedimentation of aeolian deposits. Due to the particularly good preservation of these deposits, Permian series offer the unique opportunity to study continental (aeolian and fluvial) sedimentation in both endoreic and exoreic contexts. This work aims to better constrain the allocyclic and autocyclic processes controlling the preservation of aeolian deposits within mixed aeolian - fluvial sedimentary series, in two Permian basins: (1) the Paradox Basin in south-east Utah, USA; and (2) the Upper Rotliegend II series in the offshore domain of Netherlands, which is part of the Permian basins of the North Sea. These two basins recorded the sedimentation of mixed aeolian and fluvial series, respectively in an exoreic context for the Paradox Basin, and in an endoreic context for the Upper Rotliegend II series. Field-based sedimentological analyses of several sections of the Early Permian series from the Paradox Basin (SE Utah, USA) allowed (1) to demonstrate the occurrence, through the entire sedimentary succession, of marine deposits previously underestimated and attributed to aeolian dunes in the recent literature; (2) to perform high-resolution correlation used to propose a stratigraphic scheme showing the evolution of the paleoenvironments through time and space; and (3) to demonstrate the control of eustatic and climatic processes (development of paleosols, variations of fluvial sedimentary flux) on coastal aeolian dunes preservation. Subsurface data analyses (sedimentary core analyses and well-logging) of the Upper Rotliegend II series (North Sea), allowed (1) from detailed core descriptions, to demonstrate that aeolian dune deposits had been overestimated in the study area; (2) to perform high resolution well-log correlations and propose a stratigraphic scheme; (3) to define genetic unit sets, major and minor stratigraphic cycles controlled by variations of climate and sediment supplies within the basin and the source areas; and (4) to demonstrate the influence of fluvial flux on reworking and preservation of aeolian deposits, which was, until now, underestimated. | |||